可植入矫形设备制造技术

本发明专利技术总体上涉及用于修复解剖关节病症的微创、低成本、可适应的方法、系统和设备。修复可能是创伤、疾病或其他病症所必需的。例如，解剖关节可以具体包括哺乳动物关节，例如膝关节、肩膀关节、肘关节、腕关节、手指关节、髋关节、脊柱关节、脚趾关节和脚踝关节。本文公开的方法、系统和设备包括利用软骨下骨在患病解剖关节的健康状态中发挥的显著(并且通常未受重视)的作用。视)的作用。视)的作用。

【技术实现步骤摘要】
可植入矫形设备
[0001]本申请是国际申请号为PCT/US2016/063481、国际申请日为2016 年11月23日、进入中国国家阶段日期为2018年06月27日、国家申 请号为201680076499.1、专利技术名称为“用于修复解剖关节病症的方法、 系统和设备”的专利技术专利申请的分案申请。
[0002]相关申请的交叉引用
[0003]本申请要求于2015年11月25日提交的美国临时申请第62/ 260,030号的权益，出于所有目的而通过引用将其全部内容并入本文。


[0004]本专利技术总体上涉及用于修复解剖关节的方法、系统和设备。例如， 这种修复可能是创伤、疾病或其他病症(即遗传畸形)所需要的，并 且可能特别包括哺乳动物关节，诸如膝关节、肩膀关节、肘关节、手 腕关节、脚趾关节、髋关节、手指关节、脊柱关节和/或脚踝关节。

技术介绍

[0005]膝关节特别容易因疾病、创伤和长期重复使用而退化，最终导致 疼痛、肿胀和/或僵硬。膝关节疼痛本身就是各种医疗干预和相关治疗 费用的推动力。
[0006]通常，膝关节每天经历广泛的运动和应力。在健康的膝关节中， 膝关节骨骼之间的关节内衬软骨。这种软骨用于保持膝关节稳定、减 少关节摩擦并吸收震动。当这种软骨退化时会导致严重的问题。在某 些情况下，患者可能会出现严重的疼痛，以至于无法行走或承受重量。
[0007]由于骨关节炎引起疼痛和生活质量恶化，所以患者最常寻求治疗。 退行性关节炎(即骨关节炎)是一种非常常见的关节疾病，影响估计 有2,100万美国人，并且可能是称为代谢综合症的一组疾病的一部分。 该疾病的特征在于关节处的软骨损失，症状通常包括疼痛和僵硬。骨 关节炎可以影响身体的所有关节。骨关节炎治疗的主要目标是减轻或 消除疼痛并恢复正常的关节功能。非手术和手术治疗目前都可以用于 此目的，其中部分基于疾病的阶段和/或严重程度来选择适当的治疗。
[0008]对膝关节骨性关节炎的非手术治疗可能包括体重减轻(对于超重 患者)、活动调整(低冲击运动)、股四头肌强化、髌骨粘贴、镇痛 和消炎药物以及注射皮质类固醇和/或粘性补充剂。非手术关节治疗通 常涉及药物干预，诸如施用非甾体抗炎药物或注射基于透明质酸的产 品。这些治疗最初是给患有相对较少疼痛或关节并发症的患者施用。 然而，当非手术治疗证明无效时，或对于有严重疼痛或骨损伤的患者， 最可能需要手术干预。
[0009]除骨关节炎外，其他损害膝关节和其他人体关节完整性和功能的 病症和疾病还包括关节软骨病、髌骨软化症、孤立性软骨骼缺陷、青 少年特发性关节炎、韧带缺陷性关节炎、骨坏死、剥脱性骨软骨炎、 髌骨不稳定、韧带损伤后关节炎、切除术后关节炎、半月板切除术后 关节病症、创伤后关节炎、化脓性关节炎和类风湿性关节炎。类风湿 性关节炎是一种自身免疫性疾病，其表征为身体的防御机制攻击健康 的关节组织。遗传缺陷也可能导致
一个人经历关节问题。
[0010]孤立性关节软骨骼缺陷和全身性软骨疾病、关节病和关节炎分别 具有一些尝试模仿或重建正常解剖和关节力学和/或减轻不适、不稳定 和疼痛症状的手术治疗选择。孤立性疾病通常发展为全身性疾病或关 节炎。全身性关节炎也可能在没有已知的先兆性孤立疾病的情况下发 展。关节炎可能以单、双、三隔间疾病的形式出现。
[0011]单隔间关节炎通常不适合用于较小的孤立性关节缺陷的手术选择。 由于晚期软骨退化和关节间隙变窄，因此通常会增加轴向畸形和错位。 手术选择包括截骨术或单间隔置换术。双隔间或三隔间关节炎的选择 是联合手术或全膝关节置换术。
[0012]先前已经借助于各种置换或替代受损软骨解决了软骨疾病。微骨 折或磨损成形术是刺激外露骨以形成置换纤维软骨的形式，但所得材 料劣于天然软骨。
[0013]也已经通过用截骨术重新调整关节来尝试治疗软骨疾病。这减轻 了超负荷隔间，将应力转移到少患病隔间。该方法的成功涉及避免不 愈合和其他并发症、需要持续时间较长的非负重活动并且需要8至12 个月才能实现临床益处。只有大部分单隔间疾病的患者才是这种治疗 的候选人。截骨术也使后来的关节置换复杂化。
[0014]骨软骨植入用来自患者或人尸体的植入物置换患病软骨和伴随的 软骨下骨的栓塞。这种植入手术对于小型离散损伤效果很好，但没有 很好地解决更大型的损伤、双极性疾病和弥漫性疾病。软骨细胞植入 收获患者的软骨细胞、使它们生长并将它们重新植入骨床上，并用骨 膜贴片覆盖它们。上述技术中的每一种对于小容量损伤、单极性缺陷 和主股骨髁损伤最有效。对髌股关节疾病和胫骨双侧疾病只有较差的 结果。
[0015]诸如高胫骨截骨术(HTO)、关节成形术(TKA)或全膝关节置 换术(TKR)之类的手术治疗时常被推荐用于伴有骨关节炎的严重疼 痛患者，尤其是其他非侵入性选择失败的患者。
[0016]关节镜检查法用于治疗关节炎引起的其他疼痛，即松散的身体、 松散或磨损的软骨、半月板撕裂和滑膜炎。这些是临时性措施(因为 本文作者可以亲自证实已经进行了多次关节镜手术)。
[0017]软骨疾病的最后阶段是进行全关节重建。这种手术方式会延长恢 复时间和手术风险。由于全关节假体由金属和塑料制成，因此与初次 手术相比，磨损部位的修正手术会增加并发症的风险。
[0018]所有上述的外科手术都是相对侵入性的、昂贵的并且通常仅为患 者提供短期的疼痛缓解。不幸的是，这些手术都没有改善上述所有的 关节病症和疾病。
[0019]关于关节炎的病因和发展知之甚少。最近，利用目前的诊断技术 (诸如MRI和骨显像)，已经阐明了关于疾病发生和发展的更多信息。 特别是，已经发现软骨下骨在关节炎的发生和发展中起着显著和重要 的作用。软骨下骨位于关节软骨之下并且为关节表面的软骨提供支撑。 因此，关节炎不仅仅是软骨疾病，也是一种影响基础软骨下骨的疾病。 迄今为止的大多数临床研究都集中在软骨再生/置换，而不在基础骨骼 健康的状态。
[0020]传统上，软骨被认为是无血管的，营养物质从关节内部扩散。然 而，研究已经证实，软骨下骨是软骨血管和营养支持的关键来源。随 着年龄的增长，来自软骨下骨的血管和结构支撑减少，从而发展出关 节炎疾病。随着损伤增加，骨骼无能力充分修复自身，由此开启进一 步破坏的循环，从而干扰软骨血管供应和结构支撑。因此，患者经常 经历螺旋式
下降的疼痛。
[0021]随着软骨磨损发生，软骨的主要功能——提供低摩擦承载表面并 将应力传递到基础骨骼——被减少。骨骼在抵抗压缩应力时是最健康 的。经由软骨基板的结构将来自关节的剪应力部分地转化为压缩力和 张力。此外，由于软骨上的软骨超低摩擦表面(其摩擦力比冰上的冰 低约20倍)，剪切应力大部分转化为纵向应力。软骨下骨是关节应力 的主要减震器。经由其小梁状骨架网格，将应力传递到外部皮层并最 终消散。由于其剪切厚度和机械性能，软骨本身提供惊人的小震动吸 收。
[0022]骨骼是最终的减震器，骨折是力衰减的不幸终点。已经证明小梁 微骨本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于修复人类或动物的治疗部位处的解剖关节并改善关节病症的可植入矫形设备，所述可植入矫形设备包括：a)第一部分，其包括面向关节端、相对的配合端和在所述面向关节端和所述配合端之间延伸的侧壁，其中所述第一部分还包括：外围立柱，其部分地形成所述第一部分的所述侧壁；和中心立柱，其至少部分地位于所述外围立柱内；其中所述面向关节端包括多个窗孔，其中每个窗孔由所述外围立柱和所述中心立柱的汇合形成；并且其中所述第一部分还包括中心孔，其处于所述中心立柱内并由所述中心立柱形成，并且被构造成与导引器配合；以及b)第二部分，其包括配合端、相对的前端和在所述配合端和所述前端之间延伸的侧壁，所述第二部分的所述侧壁具有内壁和外壁，其中所述第二部分的所述侧壁在内壁、外壁或其组合上包括突起；其中所述前端包括在植入期间首先穿透骨骼的边缘；并且其中所述第二部分的所述侧壁还在突起之间包括多个窗孔，其中该可植入矫形设备具有一宽度和一长度，其中该可植入矫形设备的该宽度和长度分别包括介于约0.3和3.0之间的纵横比，其中所述第二部分的侧壁包括多个喇叭口，所述多个喇叭口在所述第一部分下方延伸，所述多个喇叭口被构造成抵抗在所述治疗部位处的骨骼内的沉降；其中所述多个喇叭口布置成螺旋形喇叭口构型，并且包括沿螺旋路径排列并且被沿所述螺旋路径布置的至少一个间隙彼此分开的至少两个螺旋形喇叭口。2.根据权利要求1所述的可植入矫形设备，其中所述可植入矫形设备设置成包括以下特征中的至少一个特征：所述螺旋形喇叭口构型包括大于45度的角度；所述多个喇叭口被构造成自锁；或者所述多个喇叭口还包括锥形喇叭口、带凹口喇叭口或带倒钩喇叭口构型。3.一种用于修复人类或动物的治疗部位处的解剖关节并改善关节病症的可植入矫形设备，所述可植入矫形设备包括：a)第一部分，其包括面向关节端、相对的配合端和在所述面向关节端和所述配合端之间延伸的侧壁，其中所述第一部分还包括：外围立柱，其部分地形成所述第一部分的所述侧壁；和中心立柱，其至少部分地位于所述外围立柱内；其中所述面向关节端包括多个窗孔，其中每个窗孔由所述外围立柱和所述中心立柱的汇合形成；并且其中所述第一部分还包括中心孔，其处于所述中心立柱内并由所述中心立柱形成，并且被构造成与导引器配合；以及b)第二部分，其包括配合端、相对的前端和在所述配合端和所述前端之间延伸的侧壁，所述第二部分的所述侧壁具有内壁和外壁，其中所述第二部分的所述侧壁在内壁、外壁或其组合上包括突起；
其中所述前端包括在植入期间首先穿透骨骼的边缘；并且其中所述第二部分的所述侧壁还在突起之间包括多个窗孔，其中该可植入矫形设备具有一宽度和一长度，其中该可植入矫形设备的该宽度和长度分别包括介于约0.3和3.0之间的纵横比，其中所述第二部分的所述侧壁包括从所述配合端延伸到所述前端的一个或多个血管沟槽，并且所述一个或多个血管沟槽提供用于血液粘附的表面区域，以促进血液毛细管现象朝向所述面向关节端和所述治疗部位。4.根据权利要求3所述的可植入矫形设备，其中所述一个或多个血管沟槽提供用于血液粘附的表面区域，以促进血液毛细管现象朝向所述面向关节端和所述治疗部位。5.根据权利要求3或权利要求4所述的可植入矫形设备，其中：所述一个或多个血管沟槽以大致平行的构型延伸以促进血流毛细管现象并阻止血流湍流；或者所述一个或多个血管沟槽以大致弹簧形状的构型延伸以促进血流毛细管现象并阻止血流湍流。6.一种用于修复人类或动物的治疗部位处的解剖关节并改善关节病症的可植入矫形设备，所述可植入矫形设备包括：a)第一部分，其包括面向关节端、相对的配合端和在所述面向关节端和所述配合端之间延伸的侧壁，其中所述第一部分还包括：外围立柱，其部分地形成所述第一部分的所述侧壁；和中心立柱，其至少部分地位于所述外围立柱内；其中所述面向关节端包括多个窗孔，其中每个窗孔由所述外围立柱和所述中心立柱的汇合形成；并且其中所述第一部分还包括中心孔，其处于所述中心立柱内并由所述中心立柱形成，并且被构造成与导引器配合；以及b)第二部分，其包括配合端、相对的前端和在所述配合端和所述前端之间延伸的侧壁，所述第二部分的所述侧壁具有内壁和外壁，其中所述第二部分的所述侧壁在内壁、外壁或其组合上包括突起；其中所述前端包括在植入期间首先穿透骨骼的边缘；并且其中所述第二部分的所述侧壁还在突起之间包括多个窗孔，其中该可植入矫形设备具有一宽度和一长度，其中该可植入矫形设备的该宽度和长度分别包括介于约0.3和3.0之间的纵横比，所述侧壁的所述突起形成带凹口螺纹，以将所述可植入矫形设备固定在骨骼中，其中所述螺纹的多个凹口沿螺纹路径间隔开。7.根据权利要求1、3或6所述的可植入矫形设备，其中所述第二部分的侧壁包括在所述内壁和所述外壁上的突起，其中所述内壁上的突起从所述内壁延伸并且至少部分地朝向所述可植入矫形设备的中央纵向轴线延伸；其中所述外壁上的突起从所述外壁延伸并且至少部分地远离所述可植入矫形设备的中央纵向轴线延伸；并且
其中所述内壁上的突起和所述外壁上的突起均配置成当所述可植入矫形设备被植入到治疗部位处时接合骨骼。8.根据权利要求1、3或6所述的可植入矫形设备，所述可植入矫形设备包括以下特征中的至少一个：所述第二部分的所述侧壁包括从所述配合端延伸到所述前端的锥度；所述第二部分的所述侧壁的外壁具有从所述配合端到所述前端介于约1.0度和9.0度之间的锥度...

【专利技术属性】
技术研发人员：D，
申请(专利权)人：软骨解决方案股份有限公司，
类型：发明
国别省市：